Facial feature tracking is a key component of imaging ballistocardiography (BCG) where accurate quantification of the displacement of facial keypoints is needed for good heart rate estimation. Skin feature tracking enables video-based quantification of motor degradation in Parkinson's disease. Traditional computer vision algorithms include Scale Invariant Feature Transform (SIFT), Speeded-Up Robust Features (SURF), and Lucas-Kanade method (LK). These have long represented the state-of-the-art in efficiency and accuracy but fail when common deformations, like affine local transformations or illumination changes, are present. Over the past five years, deep convolutional neural networks have outperformed traditional methods for most computer vision tasks. We propose a pipeline for feature tracking, that applies a convolutional stacked autoencoder to identify the most similar crop in an image to a reference crop containing the feature of interest. The autoencoder learns to represent image crops into deep feature encodings specific to the object category it is trained on. We train the autoencoder on facial images and validate its ability to track skin features in general using manually labeled face and hand videos. The tracking errors of distinctive skin features (moles) are so small that we cannot exclude that they stem from the manual labelling based on a $\chi^2$-test. With a mean error of 0.6-4.2 pixels, our method outperformed the other methods in all but one scenario. More importantly, our method was the only one to not diverge. We conclude that our method creates better feature descriptors for feature tracking, feature matching, and image registration than the traditional algorithms.


翻译:外观特征跟踪是成像球心电图的一个关键组成部分, 需要准确量化面部关键点的偏移, 才能进行心率的正确估计。 皮肤特征跟踪可以使帕金森氏病的马达退化以视频为基础进行量化。 传统的计算机视觉算法包括“ 变异性变换 ” (SIFT ) 、 “ 加速加压硬化” (SURF) 和 Lucas- Kanade 方法(LK) 。 这些长期代表着最先进的气球心色和精确度, 但当常见变形, 如局部变换或光化变化出现时, 却无法准确量化。 在过去5年中, 深层的共振动神经网络比大多数计算机视觉任务的传统方法都更完善了。 我们提议了一个功能跟踪管道的管道, 用于查找一个包含兴趣特性的参考作物中最相似的作物。 自动电解码显示器只代表着图像作物的深度变异变异性, 但它是专门训练的对象类别。 我们用一个在面面图上进行自我变异性变异性变换的方法, 。 我们用一个面图的变换的变换的变换的变法无法在手动图中, 。 将一个反性图的变换的变换的变换的变的变换的变的变法在一般的图中, 。

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